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发布时间:2017-02-16 阅读次数: 锚段及锚段关节

锚段及锚段关节
一、 锚段和锚段长度确定
为满足供电和机械受力方面的需要, 将接触网分成若干一定长度且相互独立的分段,这种独立的分段称为锚段。
1. 锚段的作用
设立锚段可以限制事故范围。当发生断线或支柱折断等事故时,由于各锚段间在机械受力上是独立的, 则使事故限制在一个锚段内,缩小了事故范围。设立锚段便于在接触线和承力索两端设置补偿装置, 以调整线索的弛度与张力。设立锚段有利于供电分段,配合开关设备, 能满足供电方式的需要,并可实现一定范围内的停电检修作业。
2. 锚段长度确定
接触网每个锚段包括若干个跨距。在确定锚段长度时,要考虑发生事故的影响范围;当温度变化时, 因线索伸缩引起吊弦、 定位器及腕臂的偏斜不超过允许值; 下锚处补偿坠砣应有足够的上下移动空间; 要保证在极限温度下中心锚结处和补偿器端线索张力差不超过规定值。由于线索顺线路的热胀冷缩移动, 使每一吊弦、 定位器和腕臂固定点处, 因偏斜而对线索产生分力作用, 出现张力差。对于半补偿链形悬挂设计规定其张力差不超过接触线额定张力的±15% ; 全补偿链形悬挂,除满足接触线张力差外, 要求承力索张力差不超过承力索额定张力的±10%。
锚段长度一般采用两种方法确定,经验取值法和计算法,经验取值可根据铁道部颁发的 “铁路工程技术规范” 中经验取值表确定。计算法则通过对线索张力差的计算,确定锚段长度。隧道内一般不分锚段, 但隧道长度超过2 000 m时, 应划分锚段,锚段长度的确定原则与上述方法相同。
二、 锚段关节
两个相邻锚段的衔接部分称锚段关节。锚段关节结构复杂,其工作状态的好坏直接影响接触网供电质量和电力机车取流。电力机车通过锚段关节时,受电弓应能平滑、 安全地由一个锚段过渡到另一个锚段,且弓线接触良好, 取流正常。锚段关节按用途可分为非绝缘锚段关节和绝缘锚段关节两种。按锚段关节的衔接长度可分为二跨、 三跨、 四跨锚段关节等几种不同形式。目前,常用的是三跨和四跨锚段关节。
1. 非绝缘锚段关节
非绝缘锚段关节只起机械分段的作用,不进行电分段, 即两个锚段在电路 上不绝缘。又称电不分段 锚段关节。
非绝缘锚段关节一般由三个跨距组成,所以, 又称三跨锚段关节。它包括两根下锚柱和两根转换柱及电连接线, 通过这些设备实现锚段的衔接和过渡。在锚段关节内,两锚段承力索和接触线相互重叠, 其中一组接触线与受电弓接触工作称工作支; 另一组接触线抬高脱离受电弓去下锚称非工作支。受电弓在三跨锚段关节两转换柱间实现两个锚段过渡。为保证相邻锚段在电路上的联通,在锚段关节两转换柱与锚柱间各装设一组电连接线。
三跨非绝缘锚段关节技术要求:
(1)锚段关节内, 两转换柱间的两条接触线在水平面上的投影应平行, 线间的距离为100 mm, 误差不超过30 mm。在立面图中,两接触线的立体交叉点应在该跨距中心处。
(2)转换支柱处, 非工作支接触线比工作支接触线抬高200~250 mm。下锚处非工作支比工作支抬高500 mm。
(3)下锚支接触悬挂在转换柱水平面处改变方向时, 其偏角一般不应大于 6° ,困难情况下不得超过 12° 。
(4)两转换柱与锚柱间, 在距转换柱10 m处应安装电连接线。
2. 绝缘锚段关节
绝缘锚段关节除机械分段外, 主要用于同相电分段。电分段锚段关节,一般由四个跨距配合一台隔离开关组成。它包括两根锚柱、 两根转换柱和一棵中心支柱形成四个跨距,所以, 又称四跨绝缘锚段关节。电力机车受电弓在中心支柱处实现两锚段的转换和过渡, 两锚段靠安装在转换支柱上的隔离开关实现电气连接。绝缘锚段关节应用比较广泛, 通常设于车站及长大建筑物的两端。无论是三跨或四跨绝缘锚段关节, 其结构特点和技术要求基本相同。
(1)在两转换柱间, 两接触线的投影应保持平行, 线间距离为500 mm, 允许误差50 mm。
(2)在转换柱处, 非工作支接触线比工作支接触线抬高500 mm, 允许误差±50 mm。
(3)四跨绝缘锚段关节在中心柱处两接触线距轨面等高,允许误差±10 mm; 三跨绝缘锚段关节在两转换柱跨距中间处两接触线距轨面等高(为受电弓转换点)。
(4)非工作支接触线和下锚支承力索在转换柱靠中心柱处加装一串(4 片)绝缘子(为分段绝缘子)。
(5)在两转换柱与锚柱间距转换柱10 m处,设电连接线各一组。
(6)两个锚段的电路连通或断开由隔离开关控制。在四跨绝缘锚段关节中,中心支柱需装设双腕臂, 在曲线区段中心支柱和两棵转换支柱均设置双腕臂。
三、 锚段关节处常见故障分析
锚段关节是两个相邻锚段的衔接部分,结构比较复杂, 技术要求高。特别是小半径曲线区段,由于外轨超高、 车辆摆动等原因易发生弓网事故,一旦发生弓网事故, 不仅会造成锚段关节处接触网设备损坏, 而且会同时影响两相邻锚段接触网的正常运行, 事故抢修工作量大, 恢复时间长。因此, 抢修锚段关节接触网事故时, 一般采用在保证导线高度的条件下临时供电, 机车受电弓降弓通过, 尽量缩短停电时间, 制定抢修方案要根据实际情况灵活运用。
锚段关节常见弓网事故有以下几个方面:
1. 锚段关节工作支与非工作支承力索或接触线间距不符合规定。当锚段关节处隔离开关打开, 锚段关节一端停电并接地后,而另一端有电, 两组接触悬挂由于线间绝缘距离不够,使空气间隙击穿放电烧坏部件; 如未及时检修, 则隔离开关合上送电后, 电力机车受电弓通过时, 发生接触网设备故障。
2. 绝缘锚段关节在转换柱处, 非工作支接触线 抬高不够,受电弓碰撞分段绝缘子串出现剐弓事故, 或者发生受电弓钻入非工作支导线上方而出现钻弓事故。该事故会造成受电弓和接触网设备损坏,如机车司机未及时采取措施, 让受损伤的受电弓继续运行,会剐坏接触网其他设备造成更大弓网事故。
3. 锚段关节电连接线夹处, 如发生接触不良、 松动、 偏斜等原因,易引发烧断电连接线、 吊弦、 接触线、 承力索及剐弓事故。
4. 锚段关节内两工作支接触线拉出值 (或 “之” 字值)超标,致使某一支接触线发生受电弓脱弓和钻弓事故。
5. 当绝缘锚段关节设在小半径曲线区段时, 在转换柱与中心柱间容易发生脱弓事故。因此要求在检调该处锚段关节时,应注意检查跨中工作支接触线相对受电弓中心的偏移值。受电弓在发生脱弓事故后,由于自身抬升力的作用, 其滑板升高而超过接触线高度,随着机车向前运行, 受电弓滑板进入导线上方,出现剐坏吊弦、 腕臂、 定位装置等重大弓网事故,一般称钻弓事故,因此脱弓和钻弓事故是同时发生的。
接触网补偿装置
接触网补偿装置是自动调节接触线和承力索张力的补偿器及其制动装置的总称。它是接触网上的重要设备, 本节将对接触网补偿装置进行分析。
一、 补偿器的作用
当温度变化时,线索受温度变化的影响热胀冷缩出现伸长或缩短。由于在锚段两端线索下锚处安装了补偿器, 在其坠砣串重力的作用下, 能够自动调整线索的张力并保持线索弛度满足技术要求,从而使接触悬挂的稳定性与弹性得到了改善,提高了接触网运营质量。
二、 补偿器的结构
补偿器由补偿滑轮、 补偿绳、 杵环杆、 坠砣杆、 坠砣块及连接零件组成。补偿滑轮分为定滑轮和动滑轮(构造相同) , 定滑轮改变受力方向,动滑轮除改变受力方向外还可省力和移动位置。滑轮一般都装有轴承。补偿绳均选用 GJ-50(19 股)镀锌钢绞线制成。坠砣块一般采用混凝土或灰口铸铁制成, 每块约重25 kg, 呈中间开口的圆饼状。坠砣杆一般为直径16 mm圆钢,上端有单孔焊环,底部焊有托板。坠砣杆的型号规格, 根据其放置坠砣块数量的不同分为 3 种:17 型、 20 型和 30 型。型号中的数字表示坠砣杆所悬挂坠砣的数量。
杵环杆是动滑轮与下锚绝缘子串之间的连接杆件, 一般以直径16 mm圆钢加工制成。一端为单环孔, 一端为杵头状,杵环杆的机械强度要求较高,且长度不小于1 m。补偿器串接在锚段内线索两端与支柱固定处, 根据接触悬挂类型的不同有不同的补偿器结构。半补偿时, 接触线带补偿器,多采用两滑轮组结构, 滑轮组的传动比为 1∶2, 即用两个滑轮使补偿绳的张力为接触线张力的一半, 也就是坠砣块的重力为接触线标称张力的一半。全补偿时,接触线与承力索两端均带补偿器, 接触线补偿器的安设与半补偿相同,如图 2—6 所示。承力索补偿器则采用三滑轮组式,传动比为 1∶3。采用传动比比较大的滑轮组时坠砣串块数减少了,这是有利的一面, 但坠砣串上升和下降的距离也会按倍数增大, 这时要求支柱(锚柱)高度和容量要增加。既不经济也不利于施工和维修。在运营线路上, 当接触线因磨耗其截面逐渐减小时,坠砣串块数也相应地减少, 使接触线维持一定的张力防止出现断线事故。
1. a、 b 值
补偿器靠坠砣串的重力使线索的张力保持平衡。当温度变化时,线索的伸缩使坠砣串上升和下降, 当坠砣串升降超出允许范围时,如下降过多使坠砣串底面接触地面或上升过多使杵环杆耳环孔卡在定滑轮槽中, 都会使补偿器失去补偿作用。因此用补偿器的 a、 b 值来限定坠砣串的升降范围。
坠砣杆耳环孔中心至补偿(定)滑轮下沿的距离为 a 值。
由坠砣串最下面一块坠砣的底面至地面(或基础面)的距离称为补偿器的 b 值。补偿器 a、 b 值随温度变化而发生变化, 接触线和承力索补偿器的 a、 b 值不相等。
为了使补偿器不失去补偿作用, 对补偿器 a、 b 值提出以下要求:
在最低温度时, a 值应大于零, 最高温度时 b 值应大于零。铁道部颁发的 “接触网运行检修规程” 规定, 补偿器 a 值的最小值不小于200 mm, 进行接触网设计时, 规定 a 值不小于300 mm。
2. a、 b 值的计算及安装曲线
在不同温度时,补偿器 a、 b 值不同,其计算方法如下:
a = a min + nL α( t x - t min )
b = b min + nL α( t max - t x )
式中 a min — — — 昚 设计时规定的最小 a 值(mm) ;
b min — — —设计时规定的最小 b 值(mm);
t min — — —设计时采用的最低气温(℃);
t x — — —安装或调整作业时的温度(℃);
t max — — —设计时采用的最高气温(℃);
n— — —补偿滑轮传动系数(即传动比的倒数);
L— — — X 锚段内中心锚结至补偿器间距离即半个锚段长(mm);
α — — —线索的线胀系数。
为了施工和维修的方便,利用上述公式, 根据不同的温度和中心锚结至补偿器间距离, 可以计算出多组 a、b 值, 将计算结果标注在曲线图中, 通过描点作图绘制出补偿器安装曲线,供施工和维修人员参照调整 , 准确控制坠砣串的高度。

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